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行业动态

走上转型路的企业智能工厂到底如何建立呢?

文章出处:天拓四方    责任编辑:zhou 发布时间:2018-03-14
近年来,全球各主要经济体都在大力推进制造业的复兴。在工业4.0、工业互联网、物联网、云计算等热潮下,全球众多优秀制造企业都开展了智能工厂建设实践。那么对于要走上转型路的企业智能工厂到底如何建立呢?


一、智能工厂的内涵及建设重点

     智能工厂是实现智能制造的重要载体,主要通过构建智能化生产系统、网络化分布生产设施,实现生产过程的智能化。智能工厂已经具有了自主能力,可采集、分析、判断、规划;通过整体可视技术进行推理预测,利用仿真及多媒体技术,将实境扩增展示设计与制造过程。因此,智能工厂实现了人与机器的相互协调合作,其本质是人机交互。

  在智能工厂的体系架构中,质量管理的五要素也相应的发生变化,因为在未来智能工厂中,人类、机器和资源能够互相通信。智能产品“知道”它们如何被制造出来的细节,也知道它们的用途。

  企业基于CPS和工业互联网构建的智能工厂原型,主要包括物理层、信息层、大数据层、工业云层、决策层。

其中,物理层包含工厂内不同层级的硬件设备,从最小的嵌入设备和基础元器件开始,到感知设备、制造设备、制造单元和生产线,相互间均实现互联互通。以此为基础,构建了一个“可测可控、可产可管”的纵向集成环境。

信息层涵盖企业经营业务各个环节,包含研发设计、生产制造、营销服务、物流配送等各类经营管理活动,以及由此产生的众创、个性化定制、电子商务、可视追踪等相关业务。

在此基础上,形成了企业内部价值链的横向集成环境,实现数据和信息的流通和交换。


  由于产品制造工艺过程的明显差异,离散制造业和流程制造业在智能工厂建设的重点内容有所不同。

面向订单的离散型制造企业具有多品种、小批量的特点,其工艺路线和设备的使用较灵活,因此,离散制造型企业更加重视生产的柔性,其智能工厂建设的重点是智能制造生产线。

二、智能工厂主要建设模式

     由于各个行业生产流程不同,加上各个行业智能化情况不同,智能工厂有以下几个不同的建设模式。

1.模式是从生产过程数字化到智能工厂

2.模式是从智能制造生产单元(装备和产品)到智能工厂

3.模式是从个性化定制到互联工厂

三、智能工厂发展重点环节

智能生产的侧重点在于将人机互动、3D打印等先进技术应用于整个工业生产过程,并对整个生产流程进行监控、数据采集,便于进行数据分析,从而形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。

013D打印

  3D打印是一项颠覆性的创新技术,被美国自然科学基金会称为20世纪最重要的制造技术创新。制造业的全流程都可以引入3D打印,起到节约成本、加快进度、减少材料浪费等效果。


  3D打印经过了近 40 年的发展,龙头公司开始实现显著盈利,市场认可度快速上升,行业收入增长加速。根据典型的产品生命周期理论,技术产品从导入期进入成长期的过程中往往表现出加速增长的特征,判断目前3D打印产业正在进入加速成长期。


图表:2008-2015年全球3D打印设备出货量增长情况


  整个3D打印行业产业链大概可分为三个部分,上游基础配件行业,3D打印设备生产企业、3D打印材料生产企业和支持配套企业,下游主要是3D打印的各大应用领域。通常意义上的3D打印行业则主要是指3D打印设备、材料及服务企业。

02人机交互

未来各类交互方式都会进行深度融合,使智能设备会更加自然地与人类生物反应及处理过程同步,包括思维过程、动觉,甚至一个人的文化偏好等,这个领域充满着各种各样新奇的可能性。


  人与机器的信息交换方式随着技术融合步伐的加快向更高层次迈进,新型人机交互方式被逐渐应用于生产制造领域。机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰。本质是人机一体化。


03传感器
  中国已经基本形成较为完整的产业链结构,在材料、器件、系统、网络等各方面水平不断完善,自主产品已达6000种,国内建立了三大传感器生产基地,分别为:安徽基地,陕西基地和黑龙江基地。政府对国内传感器产业提出了加快力度加快发展的指导方针,未来的传感器发展将向着智能化的方向改善。


04工业软件
智能工厂的建设离不开工业软件的广泛应用。

  在《中国制造2025》的大背景下,工业企业转变发展模式、加快两化融合成为大势所趋,工业软件以及信息化服务的需求仍将继续增加,中国继续保持着全球工业软件市场增长生力军的地位。


  广泛应用MES(制造执行系统)、APS(先进生产排程)、PLM(产品生命周期管理) 、ERP(企业资源计划)、质量管理等工业软件,实现生产现场的可视化和透明化。在新建工厂时,可以通过数字化工厂仿真软件,进行设备和产线布局、工厂物流、人机工程等仿真,确保工厂结构合理。在推进数字化转型的过程中,必须确保工厂的数据安全和设备和自动化系统安全。在通过专业检测设备检出次品时,不仅要能够自动与合格品分流,而且能够通过SPC(统计过程控制)等软件,分析出现质量问题的原因。

05云制造
云制造即制造企业将先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合,工厂产能、工艺等数据都集中于云平台,制造商可在云端进行大数据分析与客户关系管理,发挥企业最佳效能。


  图片展示了云制造的概念,以及从传统制造,到智能制造,到智慧制造,到今天的云制造的过程。

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总结
建设智能工厂无疑是制造企业转型升级的重要方式,同时应围绕企业的中长期发展战略,根据自身产品、工艺、设备和订单的特点,合理规划智能工厂的建设蓝图。在推进规范化、标准化的基础上,从最紧迫需要解决的问题入手,务实推进智能工厂的建设。了解更多智能制造相关资讯,欢迎关注天拓四方公众号:bjttsf2013。文章来源:先进制造业